Надежность оборудования. Абсолютная надежность правильное устройство

почему человеческому обществу нужен порядок

Потому что люди живут в социуме, а для того, чтобы жить. а не выживать, нужны определенные правила или порядок. Чтобы все знали правила игры, так сказать.

Порядок нужен везде и во всем, также и в обществе, общество-это движущая сил масс, массе нужен руководитель, здесь в свою роль вступает политический институт, т. е. политика. Если в обществе не будет порядка, то в нем наступит хаос, либо общество деградирует вообще.

Давно, очень давно поняли люди громадные преимущества порядка и страшную, разрушительную силу беспорядка. Действительно, как тяжело сказываются на судьбах людей раздоры, ссоры, нетерпимость, междоусобиц. Рушится всё, что создавалось долгим трудом, гибнут люди, гибнет природа, скитаются по земле бездомные беженцы, разорение и запустение надвигаются туда, где ещё недавно цвела мирная жизнь.. . И ведь это не тогда события древней истории. Достаточно внимательно присмотреться к современным событиям, в том числе на территории государств, входивших в состав СССР. Людям всегда был остро необходим такой регулятор поведения, который помог бы им спокойно договорится по самым острым проблемам, мирно и справедливо улаживать любые конфликты. И такой регулятор был найден. Мудрость и здравый смысл, присущие человеку, привели к открытию права, предназначение которого как раз в том и состоит, что бы предотвращать конфликты, столкновения, а если они возникни - помогать преодолевать их мирно, культурно, как мы теперь говорим цивилизованно.

Давно, очень давно поняли люди громадные преимущества порядка и страшную, разрушительную силу беспорядка. Действительно, как тяжело сказываются на судьбах людей раздоры, ссоры, нетерпимость, междоусобиц. Рушится всё, что создавалось долгим трудом, гибнут люди, гибнет природа, скитаются по земле бездомные беженцы, разорение и запустение надвигаются туда, где ещё недавно цвела мирная жизнь.. .И ведь это не тогда события древней истории. Достаточно внимательно присмотреться к современным событиям, в том числе на территории государств, входивших в состав СССР. Людям всегда был остро необходим такой регулятор поведения, который помог бы им спокойно договорится по самым острым проблемам, мирно и справедливо улаживать любые конфликты. И такой регулятор был найден. Мудрость и здравый смысл, присущие человеку, привели к открытию права, предназначение которого как раз в том и состоит, что бы предотвращать конфликты, столкновения, а если они возникни - помогать преодолевать их мирно, культурно, как мы теперь говорим цивилизованно.

Давно, очень давно поняли люди громадные преимущества порядка и страшную, разрушительную силу беспорядка. Действительно, как тяжело сказываются на судьбах людей раздоры, ссоры, нетерпимость, междоусобиц. Рушится всё, что создавалось долгим трудом, гибнут люди, гибнет природа, скитаются по земле бездомные беженцы, разорение и запустение надвигаются туда, где ещё недавно цвела мирная жизнь.. .И ведь это не тогда события древней истории. Достаточно внимательно присмотреться к современным событиям, в том числе на территории государств, входивших в состав СССР. Людям всегда был остро необходим такой регулятор поведения, который помог бы им спокойно договорится по самым острым проблемам, мирно и справедливо улаживать любые конфликты. И такой регулятор был найден. Мудрость и здравый смысл, присущие человеку, привели к открытию права, предназначение которого как раз в том и состоит, что бы предотвращать конфликты, столкновения, а если они возникни - помогать преодолевать их мирно, культурно, как мы теперь говорим цивилизованно. 0/1 Нравится Пожаловаться Funny 8 месяцев назад Ученик (196) Давно, очень давно поняли люди громадные преимущества порядка и страшную, разрушительную силу беспорядка. Действительно, как тяжело сказываются на судьбах людей раздоры, ссоры, нетерпимость, междоусобиц. Рушится всё, что создавалось долгим трудом, гибнут люди, гибнет природа, скитаются по земле бездомные беженцы, разорение и запустение надвигаются туда, где ещё недавно цвела мирная жизнь.. .И ведь это не тогда события древней истории. Достаточно внимательно присмотреться к современным событиям, в том числе на территории государств, входивших в состав СССР. Людям всегда был остро необходим такой регулятор поведения, который помог бы им спокойно договорится по самым острым проблемам, мирно и справедливо улаживать любые конфликты. И такой регулятор был найден. Мудрость и здравый смысл, присущие человеку, привели к открытию права, предназначение которого как раз в том и состоит, что бы предотвращать конфликты, столкновения, а если они возникни - помогать преодолевать их мирно, культурно, как мы теперь говорим цивилизованно.

1. Как и всему обществу, так и отдельному человеку, необходим порядок. Порядок для для одного человека устраивает он сам, а для общества - государство. Государство регулирует взаимоотношения граждан посредством законов и органов власти.

Порядок- это абсолютная надежность в чем-то, правильное устройство... Он нужен, чтобы в обществе люди могли спокойно передвигаться, чтобы они могли жить... Без него наступит хаос... Он нужен для нормального развития общества.. Людям важно беречь себя, мир в обществе, жить по правилам, чтобы они могли жить, а не выживать иначе беспорядок разрушит мир.

touch.otvet.mail.ru

почему человеческому обществу нужен порядок? как его установить Общество знания

Как и всему обществу, так и отдельному человеку, необходим порядок. Порядок для для одного человека устраивает он сам, а для общества - государство. Государство регулирует взаимоотношения граждан посредством законов и органов власти.

<a href="/" rel="nofollow" title="15907216:##:25aRJ0e">[ссылка заблокирована по решению администрации проекта]</a>

чтобы быть уверенным в завтрашнем дне и строить планы

я над этим как раз работаю

ТАМ КАРОЧЕ ПИСОС АВЫАЮВЮВЮЮЮЮЮЮЮВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВ

Порядок- это абсолютная надежность в чем-то, правильное устройство... Он нужен, чтобы в обществе люди могли спокойно передвигаться, чтобы они могли жить... Без него наступит хаос... Он нужен для нормального развития общества.. Людям важно беречь себя, мир в обществе, жить по правилам, чтобы они могли жить, а не выживать иначе беспорядок разрушит мир.

touch.otvet.mail.ru

Надежность, общий обзор

Качество тесно связано с надежностью, определяемой как свойство объекта выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в заданных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям использования.

Другими словами, надежность - это качество во времени.

В связи с развитием современной техники особую важность приобрели вопросы повышения надежности различных рода устройств. Один из примеров надежности космических манипуляторов, на основе конкретных данных будет разобран нами далее.

В математической теории надежности мы ориентируемся на одну из лучших книг: Б.В.Гнеденко, Ю.К.Беляев, А.Д.Соловьев "Математические методы в теории надежности". Однако мы развиваем математику и строим на ее основе технологии оценки надежности, используя современные возможности STATISTICA.

Комплексная автоматизация производственных процессов ставит перед управляющими устройствами исключительно ответственные задачи, которые должны выполняться безупречно на протяжении всего периода работы автоматической линии, автоматизированного цеха или предприятия.

Перерыв в работе управляющего устройства может привести не только к ухудшению качества производимой продукции или к полному прекращению производственного процесса, но и к весьма серьезным авариям, выходящим за локальные рамки предприятия. Требования к безотказности механизмов и разного рода устройств приходится, конечно, предъявлять не только к тем из них, которым поручено управление теми или иными процессами.

К любому техническому устройству и изделию мы вынуждены предъявлять эти требования.

• Какой смысл в самолете, который не может безотказно совершать перелеты?
• Какой смысл в тракторе, который не в состоянии выполнять поручаемые ему работы, или в автомобиле, который не в состоянии перевозить грузы или пассажиров?
• Современная медицина широко использует разного рода технические средства как для диагностических и исследовательских целей, так и для выполнения ответственных функций во время и после операции. К их работе приходится предъявлять особо высокие требования, так как перебои в работе, скажем, искусственного сердца во время операции могут привести к летальному исходу.

С многочисленными примерами, в которых качество продукции играет основную роль, каждый из нас встречается в повседневной жизни.

Общая научная дисциплина, изучающая общие методы и приемы, которых следует придерживаться при проектировании, изготовлении, приеме, транспортировке и эксплуатации изделий для обеспечения максимальной их эффективности в процессе использования, а также разрабатывающая общие методы расчета качества устройств по известным качествам составляющих их частей, получила название теории надежности.

Теория надежности устанавливает закономерности возникновения отказов устройств и методы их прогнозирования; изыскивает способы повышения надежности изделий при конструировании и последующем изготовлении, а также приемы поддержания надежности во время их хранения и эксплуатации; разрабатывает методы проверки надежности при приемке больших партий продукции. Теория надежности вводит в рассмотрение количественные показатели качества продукции.

Несомненно, что теория надежности является наукой комплексной, и относящейся в первую очередь к компетенции инженера, физика, химика и экономиста. Однако большое число вопросов теории надежности по своему существу носит математический характер и требует для своего разрешения как уже известных математических средств, так и разработки новых.

Более того, если стремиться вывести науку о надежности из состояния чисто качественных, а порой и сугубо субъективных заключений, мы обязательно должны обратиться к языку математики.

Утверждения типа: "я уверен, что такая конcтрукция будет надежнее, чем иная", " мы убеждены, что наша продукция лучше, чем изготовляемая соседним предприятием", которые не имеют иных подтверждений, кроме личной уверенности, не могут служить основой для надежных выводов.

Сформулируем классическое определение надежности:

Надежность - свойство объекта выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в заданных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям использования, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортирования.

Для некоторых изделий, относительно несложных по конструкции, понятие отказа можно ввести совершенно точно. Например, электрическая лампочка или горит, или не горит, если у нее перегорел волосок.

Однако уже для сколько-нибудь сложных изделий понятие отказа является весьма относительным. Если электробритва бреет, но при этом сильно шумит, можно ли считать, что она отказала? Особенно ясно относительность понятия отказа видна на примере изделий радиотехники. Если величина какого-то сопротивления в телевизоре изменится на несколько процентов, то по-видимому, изображение несколько ухудшится. Ничего более страшного не произойдет. Такое же изменение величины сопротивления в сложном устройстве может вызвать несравненно более серьезные последствия.

Изделие, которое разрушалось бы таким образом, причем в указанное заранее время, - мечта инженера, и, конечно, специалиста по управлению качеством.

Однако реальные механизмы отказывают случайным образом и в случайное время. Значит, чтобы измерить, оценить возможность, необходимо использовать аппарат, который бы описывал случайные события и случайные процессы.

Следовательно, речь идет о теории вероятностей и родственных ей математических дисциплинах. За основной количественный показатель надежности принимается вероятность безотказной работы изделия в течении заданного промежутка времени.

Вероятность безотказной работы - вероятность того, что в данном интервале времени или в пределах заданной наработки не произойдет отказа изделия.

На практике, иногда обращают основное внимание на совершенствование основных узлов изделия, упуская из виду, что причиной ненадежности и последующей аварии могут быть конструктивные узлы, носящие, казалось бы, второстепенный, вспомагательный характер. Обычно на высокую надежность рассчитываются именно основные узлы, основное оборудование.

Пример. В известном сверхзвуковом реактивном самолете "Конкорд" англо-французского производства надежность основных бортовых систем выбрана таким образом, чтобы вероятность отказа с неопасными последствиями составляла не более , а вероятность опасных отказов - не более , а катастрофические поломки исчисляются вероятностью, меньшей . Таким образом, основное оборудование в самолетах, как правило, рассчитано на высокую надежность.

Однако причиной катастрофы "Конкорда" в 2000 г. стал незначительный дефект второстепенного узла.

Для оценки надежности существует много числовых характеристик. Это вероятность безотказной работы, коэффициент готовности(вероятность того, что изделие окажется работоспособным в заданные и случайные моменты), коэффициент использования времени(время, в течение которого изделие работоспособно, отнесенное ко времени его функционирования).

Время безотказной эксплуатации товара потребителем подразумевает время, в течение которого товар с гарантией производителя сохраняет свои параметры качества, ожидаемые потребителем, и поэтому это время обычно называют гарантированным сроком службы продукта.

Гарантированный производителем срок службы товара, как правило, всегда меньше его действительного срока службы, который характеризуется долговечностью товара. В свою очередь, долговечность зависит от возможностей ремонта, после которого его параметры качества могут быть восстановлены, т.е. от ремонтопригодности продукта. Именно долговечность характеризует реальный срок службы товара.

В начало

Содержание портала

statistica.ru

1. Расчет задач по определению показателей надежности по экспериментальным данным

Задача 1.1.

На испытание поставлено 1000 устройств, которые с течением времени отказывают один за другим. За первый час испытаний отказало 63 устройства. Через 100 часов осталось в работе 105 устройств. За последующий час отказало еще 22 устройства.

Определить интенсивность отказов за первый и последний зафиксированный час работы. Сделать вывод о надежности устройства в начале и конце испытаний.

Решение:

Представим условие задачи в виде временной оси, представленной на рис. 1 с обозначение числа элементов отказывающих в разные моменты времени.

 

Рис. 1. Графическое представление условий задачи 1.1

 

На первый взгляд может показаться, что поскольку в последний час наблюдений отказов устройств меньше, и надежность устройств выше, но это не так. Истинный вывод можно сделать только после определения интенсивностей отказа за первый и последний часы и их сравнения.

Интенсивность отказов за период времени определяется по формуле [1,2,3]:

(1.1)

 

где – число отказов за время ; Nср – число элементов оставшихся в работоспособном состоянии к середине интервала .

В соответствии с формулой (1.1) интенсивность отказов за первый час работы устройств определяется:

;

за последний час работы:

.

Таким образом, несмотря на то, что за последний час работы отказало меньшее количество устройств, интенсивность отказов за этот час выше, следовательно, устройства были более надежны в первый час работы.

 

Задача 1.2.

Испытано 100 однотипных элементов на определение времени работы до отказа. Результаты фиксировались через каждые 100 часов. Число отказов за каждый рассматриваемый интервал приведено в табл. 1. Необходимо определить .

Таблица 1

Результаты наблюдений за устройствами по интервалам времени

Т, час	0-100	100-200	200-300	300-400	400-500	500-600	600-700
Число  отказов	0	7	15	33	40	3	2

 

Решение:

Вероятность безотказной работы элементов на начало каждого из рассматриваемых интервалов определяется по формуле [1,2,3]:

 

,                                          (1.2)

 

где – число элементов поставленных на испытание; – число отказавших элементов к моменту времени t.

На момент начала испытаний устройства были абсолютно надежны, т.е. . К началу второго интервала от 100 до 200 часов определим:

 

;

 

Устройства оказались также абсолютно надежны, как и в момент включений их в испытания, поскольку на первом интервале ни одно из устройств не отказало.

К началу третьего интервала от 100 до 200 часов:

 

.

 

По аналогии находим для каждого момента времени. Результаты расчета приведены в табл. 2.

Интенсивность отказов элементов в первый рассматриваемый интервал определяется по формуле (1.1). За первый интервал времени ни одно устройство не отказало, т.е. 1/час. На втором интервале интенсивность отказов равна:

, 1/час.

 

Аналогично находим для каждого рассматриваемого интервала времени. Результаты расчета приведены в табл. 2.

Частота отказов элементов в первый рассматриваемый интервал определяется по формуле [1,2,3]:

 

, 1/час.                                       (1.3)

 

За первый интервал времени ни одно устройство не отказало, т.е. 1/час. На втором интервале частота отказов равна:

 

, 1/час.

 

Аналогично определяем для каждого рассматриваемого интервала времени. Результаты расчета приведены в табл. 2.

Таблица 2

Результаты расчетов показателей надежности

Т, час	0-100	100-200	200-300	300-400	400-500	500-600	600-700
Число отказов	0	7	15	33	40	3	2
	1	1	0,93	0,78	0,45	0,05	0,02
,	0	7,25	17,54	53,66	160,00	85,71	200,00
,	0	7,0	15,0	33,0	40,0	3,0	2,0

 

Среднюю наработку до отказа определяем по формуле:

 

              (1.4)

 

где – суммарная наработка j-го объекта, час.

Однако невозможно сказать в какой момент времени рассматриваемого интервала произошел отказ того или иного элемента. В этом случае, предполагают, отказ произошел на середине рассматриваемого интервала. В этом случае среднюю наработку до отказа устройств определим следующим образом:

Задача 1.3.

На испытание поставлено 1000 однотипных конденсаторов. За первые 4000 час отказали 100 штук. За интервал 4000-5000 час отказали еще 60 штук. Определить для промежутка времени 4000-5000 часов.

Решение:

Графическое представление условия задачи приведено на рис. 2.

 

Рис. 2. Графическое представление условий задачи 1.3

 

Интенсивность отказов для интервала 4000-500 часов определяется по выражению (1.1):

 

1/час.

 

Частоту отказов для интервала 4000-500 часов определяется по выражению (1.3):

1/час.

 

Задача 1.4.

За весь период наблюдения за работой электронных комплектов защиты фидеров контактной сети зарегистрировано 19 отказов. До начала периода наблюдений аппаратура отработала 540 часов. К концу периода наблюдений наработка аппаратуры составила 4578 часов. Определить среднюю наработку комплектов защиты на отказ.

Решение:

Графическое представление условия задачи приведено на рис. 3.

 

Рис. 3. Графическое представление условий задачи 1.4

 

Среднее время наработки на отказ аппаратуры защиты в интервале t1–t2 можно определить исходя из условия, что на этом интервале произошло 19 отказов за часов. Таким образом, средняя наработка на отказ аппаратуры составит:

 

, час.

 

Подставляя расчетные значения получим:

 

час.

 

 

studfiles.net

Надежность оборудования

Надежность оборудования – один из основных показателей процесса эксплуатации. По определению надежность это свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортировки.

Надежность является комплексным свойством, которое в зависимости от назначения объекта и условий его эксплуатации состоит из сочетаний свойств:

Безотказности;

Долговечности;

Ремонтопригодности;

Сохраняемости.

От понятия «надежность» следует отделять понятие «живучесть» - характеризующее способность сохранять во времени значения всех требуемых параметров при наличии воздействий, не предусмотренных нормальными условиями эксплуатации (пожар, взрыв, и т.п.).

С понятием надежности связано понятие технического состояния – состояние объекта, характеризующееся совокупностью подверженных изменению свойств объекта, определяемый в данный момент времени признаками, установленными в технической документации. Соответствие или несоответствие качества объекта установленным в документации требованиям характеризуется видом технического состояния. Все множества технических состояний представляют следующими подмножествами:

Исправное и неисправное;

Работоспособное и неработоспособное;

Правильного и неправильного функционирования;

Предельное состояние.

Переход из одного состояния в другое обычно происходит вследствие повреждения или отказа.

Отказ – нарушение работоспособного состояния. Имеется один или несколько дефектов;

Повреждение – нарушение исправного состояния при сохранении работоспособного состояния. Имеется один или несколько дефектов;

Дефект – каждое отдельно несоответствие объекта установленным требованиям;

Неисправность – нахождение объекта в неисправном состоянии.

Система управления надежностью оборудования выполняет сбор информации о надежности (по использованию, наработке, отказам, ремонтам), анализ показателей надежности, анализ влияния видов и методов ТОиР на надежность (пассивный эксперимент), прогнозирование показателей надежности.

Система управления надежностью позволяет более точно выбирать виды ТОиР и их параметры благодаря мониторингу и прогнозированию данных о надежности основных фондов.

Одним из основных методов анализа надежности и безопасности промышленного оборудования является анализ видов, последствий и критичности отказов (АВПКО), или FMECA (в англоязычной формулировке). Для реализации этого подхода в практических целях во многих странах разработаны соответствующие национальные и фирменные стандарты, а также международный стандарт МЭК. В Российской Федерации для анализа видов и последствий отказов применяют государственный стандарт ГОСТ 27.301-95.

АВПКО проводят с целью обоснования, проверки достаточности, оценки эффективности и контроля за реализацией управляющих решений, направленных на совершенствование конструкции, технологии изготовления, правил эксплуатации, системы технического обслуживания и ремонта объекта и обеспечивающих предупреждение возникновения и/или ослабление тяжести возможных последствий его отказов, достижение требуемых характеристик безопасности, экологичности, эффективности и надежности.

В процессе АВПКО решают следующие задачи:

выявляют возможные виды отказов составных частей и изделия в целом, изучают их причины, механизмы и условия возникновения и развития;

определяют возможные неблагоприятные последствия возникновения выявленных отказов, проводят качественный анализ тяжести последствий отказов и/или количественную оценку их критичности;

составляют и периодически корректируют перечни критичных элементов и технологических процессов;

оценивают достаточность предусмотренных средств и методов контроля работоспособности и диагностирования изделий для своевременного обнаружения и локализации его отказов, обосновывают необходимость введения дополнительных средств и методов сигнализации, контроля и диагностирования;

вырабатывают предложения и рекомендации по внесению изменений в конструкцию и/или технологию изготовления изделия и его составных частей, направленные на снижение вероятности и/или тяжести последствий отказов, оценивают эффективность ранее проведенных доработок;

оценивают достаточность предусмотренных в системе технологического обслуживания контрольно-диагностических и профилактических операций, направленных на предупреждение отказов изделий в эксплуатации, вырабатывают предложения по корректировке методов и периодичности технического обслуживания;

анализируют правила поведения персонала в аварийных ситуациях, обусловленных возможными отказами изделий, предусмотренные эксплуатационной документацией, вырабатывают предложения по их совершенствованию или внесению соответствующих изменений в эксплуатационную документацию при их отсутствии;

проводят анализ возможных (наблюдаемых) ошибок персонала при эксплуатации, техническом обслуживании и ремонте изделий, оценивают их возможные последствия, вырабатывают предложения по совершенствованию человеко-машинных интерфейсов и введению дополнительных средств защиты изделий от ошибок персонала, по совершенствованию инструкций по эксплуатации, техническому обслуживанию и ремонту изделий.

АВПКО в общем случае представляет сочетание качественного анализа видов и последствий отказов объекта с количественными оценками критичности выявляемых при АВПО возможных или наблюдаемых при испытаниях и в эксплуатации отказов.

Важным вопросом организации управления надежностью является задача сбора данных об отказах оборудования. Часто сложно определить, случился ли отказ либо это повреждение, особенно для резервированного оборудования. Также причиной неверной статистики повреждений и отказов часто бывает нежелание эксплуатационщиков и ремонтников указывать в документах такие события, тем более если они устраняются в короткое время. Для обеспечения сбора достоверных данных необходимо изменить мотивацию сотрудников по учету отказов и повреждений.

Выполняемые работы:

Сбор исходных данных по способам получения данных по использованию, наработке, отказам, ремонтам;

Разработка классификаторов причин, первопричин, последствий, виновных, отказавших узлов оборудования;

Реализация сбора данных в АСУ;

Анализ показателей надежности в OLAP:

o безотказность (МРП, МРЦ),

o долговечность (ресурс, срок службы),

o ремонтопригодность (время восстановления),

o коэффициенты готовности и технического использования;

Анализ влияния надежности на экономический эффект;

Рекомендации по выбору видов ТОиР и расчет их параметров;

Анализ результатов применения рекомендаций, корректировка (1-3 месяца).

mirznanii.com

Проблемы определения надежности устройств

10 марта

В статье рассмотрены основные понятия, связанные с расчетом надежности. Приведен расчет наработки на отказ с наглядным примером.

О

сновные понятия

Надежность можно определить как вероятность того, что устройство будет корректно функционировать в течение указанного промежутка времени. Главная задача заключается в расчете срока службы, поскольку он должен быть указан в документации до того, как устройство перейдет в пользование. Определение срока службы экспериментальным путем затруднено, а иногда невозможно ввиду больших временных затрат. Как правило, срок службы устройства или системы составляет несколько лет.

Безотказность – свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени.

Долговечность – свойство объекта сохранять работоспособное состояние при установленной системе технического обслуживания и ремонта.

Ремонтопригодность – свойство объекта, заключающееся в приспособленности к поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путем технического обслуживания и ремонта.

Сохраняемость – свойство объекта сохранять в заданных пределах значения параметров, характеризующих его способность выполнять требуемые функции во время хранения, а также при транспортировке и после нее.

Перечисленные важнейшие свойства надежности характеризуют определенные технические состояния объекта. Различают пять основных видов технического состояния объектов.

Исправное состояние – состояние объекта, при котором он соответствует всем требованиям нормативно-технической и проектной документации.

Неисправное состояние – состояние объекта, при котором он не соответствует хотя бы одному из требований нормативно-технической и проектной документации.

Работоспособное состояние – состояние объекта, при котором значения всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, соответствуют требованиям нормативно-технической и проектной документации.

Неработоспособное состояние – состояние объекта, при котором значения хотя бы одного параметра, характеризующего способность выполнять заданные функции, не соответствует требованиям нормативно-технической и проектной документации.

Предельное состояние – состояние объекта, при котором его дальнейшая эксплуатация недопустима или нецелесообразна, либо восстановление его работоспособного состояния невозможно или нецелесообразно.

Согласно ГОСТ 27.002-89, для оценки надежности используется термин «наработка на отказ» – наработка с момента восстановления работоспособного состояния после отказа до возникновения следующего отказа. Это определение применимо к ремонтопригодной продукции, при эксплуатации которой допускаются многократно повторяющиеся отказы. В английской литературе данный параметр обозначается аббревиатурой MTBF (mean time between failures) – среднее время между отказами.

В случае не подлежащей ремонту продукции используется термин «наработка до отказа» – наработка от начала эксплуатации до возникновения первого отказа. Эквивалент в английской литературе – MTTF (mean time to failures). Наработка на отказ – это важный параметр для определения срока службы системы или устройства.

Зачастую производитель указывает гарантийный срок (lifetime warranty), в течение которого параметры изделия соответствуют тем, что значатся в документации. Средняя наработка на отказ определяется как отношение суммарной наработки восстанавливаемого устройства к количеству отказов, происшедших за суммарную наработку:

где ti – наработка между i-1 и i-м отказами, ч; n(t) – суммарное количество отказов за время t.

Первые методики прогнозирования надежности появились в 50-х гг. Они закреплены в стандарте MIL-HDBK-217, который с тех пор обновлялся всего шесть раз (последняя редакция датируется 1995 г.). Недавние исследования показали, что имеющиеся методики не обеспечивают точного результата в силу нескольких причин, среди которых:

• справочные данные, на основе которых проводится расчет, быстро устаревают;
• приняты во внимание не все типы отказов;
• не учтены конструктивные особенности устройств.

В результате прогнозирования надежности получают коэффициент, описывающий сложную систему через степень интенсивности отказов. Прогнозирование целесообразно использовать для предварительной оценки надежности и эксплуатационных расходов, однако достоверных результатов оно не обеспечивает.

Табличные значения MILHDBK-217 не обновлялись с 1995 г. К тому же обновления, которые были произведены, не затронули разъемы. Таким образом, в стандарте предусмотрены только модели соединителей, которые были разработаны 35 лет назад. Кроме того, справочные данные были собраны из разных источников, в разные периоды и при разных условиях, о которых нет информации в этих справочниках. 

Ввиду перечисленных причин справочные данные отстают от технологических. Таким образом, зарождающиеся технологии не будут учтены даже после обновления данных.

Кривая отказов

При оценке надежности в MIL-HDBK-217 предполагается, что интенсивность отказов постоянна. Однако в реальности это не так, и она зависит от большого количества факторов, в частности от условий эксплуатации и оставшемуся сроку службы компонента.

На рисунке 1 представлен пример кривой интенсивности отказов для электронного устройства. По вертикальной оси отложена вероятность выхода устройства из строя. По горизонтальной оси – время без соблюдения масштаба. Левая кривая перед красной границей соответствует времени, в течение которого большая часть устройств выходит из строя при наличии брака. На этом этапе производится отсев бракованных устройств на заводе. Как правило, время выявления брака не превышает 50 ч, количество испытуемых устройств невелико.

Рис. 1. Интенсивность отказов Early life period – начальный период работы; constant life period – период стабильного функционирования; wear out life period – период износа; burn in – нормализация параметров; hours – часы; years – годы; time – время

На втором горизонтальном участке вероятность отказа примерно постоянна. Длительность этого участка и есть наработка на отказ. Как правило, половина этого времени используется производителем в качестве ориентира для определения гарантийного срока. Далее кривая демонстрирует увеличение вероятности отказов. Имеются ввиду не только поломки, но и отклонение параметров работы изделия от заявленных. Это увеличение обусловлено тем, что ряд элементов в устройстве достигает жизненного предела из-за технологии изготовления, т.е. наступает технологический износ элементной базы. Таким образом, время наработки на отказ статистически определяет время работоспособной жизни устройства при заданных условиях эксплуатации.

Расчет надежности

Наиболее простым способом расчета надежности является вычисление отношения общего времени работы к общему количеству отказов. Этот способ применим для оценки массовых продуктов, а также для оценки надежности устройства на основе оценки работы аналогичных устройств предыдущего поколения. Чаще всего надежность определяется на первых стадиях спецификации.

Альтернативным способом определения надежности является вычисление отношения общего времени работы к общему количеству устройств. Отметим, что оба способа не обеспечивают абсолютной точности.

Производитель, как правило, определяет наработку на отказ на основании заявленной надежности используемых компонентов, результатов кратковременных интенсивных испытаний партии изделий и расчетов, учитывающих множество меняющихся во времени причин, влияющих на надежность изделия. При расчетах используются методики, применяемые для устройств военного назначения. Стандартом предусматривается, чтобы время наработки на отказ было приведено в часах, а не в годах.

Рассмотрим пример. В течение года тестировалось 1000 изделий. За время испытаний 10 изделий вышло из строя. Отсюда наработка на отказ составляет 1 год × (1000 шт/10 шт) = 100 лет = 876580 ч. Производитель округлит этот показатель до 900 тыс. ч, потому что продавец все равно предоставит гарантию 2–3 года. Итак, 900 тыс. ч – это срок, по истечении которого существует высокая вероятность того, что изделие конкретной серии выйдет из строя. В то же время опираться на одну величину, характеризующую надежность, не следует. Ниже рассмотрен пример, в котором надежность устройства зависит от условий установки и эксплуатации.

Одним из факторов, который не учитывается при расчете надежности, является виброперемещение печатной платы. Хотя компоненты на платах на рисунке 2 расположены одинаково, надежность у этих устройств очень разная. Причина очевидна: на одной плате имеются четыре винта, на другой – шесть.

Рис. 2. Сравнение профилей вибрации. (Слева плата закреплена 4 винтами, справа – шестью. Плата справа характеризуется более высокой надежностью)

На рисунке 3 рассматривается расположение резистора, установленного методом поверхностного монтажа. На первой плате резистор расположен в области, которая сильно вибрирует, а на второй плате резистор расположен на краю, и его срок службы увеличивается. Эти два примера позволяют обнаружить слабости методики MIL-HDBK-217.

Аппаратные отказы делятся на механические и электронные. Про­гно­зи­ро­вание должно быть проведено не только относительно электронных компонентов, но и относительно моделей, технологического процесса, износа, программной части и внешних факторов (обслуживающий персонал и т.д.).

Рис. 3. Варианты размещения резистора на плате. (Плата справа характеризуется более высокой надежностью)

Итак, при расчете надежности не учитываются такие факторы как способ установки устройства, собственная частота колебаний платы, расположение прогибов платы по отношению к компонентам, температурное распределение, влажность, вибрации, механические и температурные воздействия на компоненты в течение жизненного цикла устройства и т.д. Кроме того, предполагается, что рабочая температура и напряжение не меняются, хотя в некоторых проектах компоненты работают в нестандартных для них режимах. Это может приводить к непредвиденным отказам. Например, для силовых модулей и биполярных транзисторов с изолированным затвором двумя основными причинами отказов являются обрыв провода и отслоение кристалла. Эти процессы можно рассчитать аналитически и точно определить интенсивность и срок отказа.

Альтернатива

Для получения достоверной информации о надежности устройства необходимо обязать поставщика провести оценку надежности, которая будет состоять из двух этапов: анализ модели надежности (SRM – System Reliability Model) и An assessment of the contractor’s planned reliability Activities.

SRM – это графическое представление системы и анализ ее надежности (Reliability Block Diagram (блок-схема надежности), Fault Tree (дерево отказов), Event Tree (дерево событий)). Анализ позволит определить слабости проектируемой системы, которые могут привести к потере функциональности, безопасности и т.д., или обнаружить компоненты, отказ которых приводит к увеличению расходов.

Модель SRM описывает устройство в мельчайших деталях. Устройство разбивается на атомарные функциональные элементы и взаимосвязи между ними. Рассматривается как аппаратная, так и неаппаратные компоненты устройства, в т.ч. приобретенные готовые стандартные компоненты, арендованное оборудование, программное обеспечение, человеческие ресурсы, производственный процесс.

Когда спецификация системы закончена, приступают к предварительной оценке по стандартным критериям (интенсивность отказов, наработка на отказ и т.д.). Все допущения, источники данных и обоснования применяемых методов должны быть документально закреплены. Далее проводят оценку рисков и разрабатывают план действий, направленных на снижение риска элементов и повышение надежности системы. При проведении оценки рекомендуется использовать программный инструмент AMSAA Reliability Scorecard. Он представляет результаты анализа в наглядной форме, что позволяет быстро оценить наиболее уязвимые элементы и разработать стратегию повышения надежности устройства.

Заключение

Сложность определения надежности связана с необходимостью учета большого количества факторов, а также с невозможностью получить экспериментальные результаты. Время наработки на отказ не учитывает условий эксплуатации, поэтому к полученному значению следует относиться с осторожностью.

На основе анализа случаев возврата изделий производитель может определить доминирующие механизмы отказа, идентифицировать соответствующие модели и использовать их для оценки срока службы компонентов, которые будут применяться в конкретном приложении при известных условиях. С практической точки зрения целесообразно исследовать лишь один, наиболее уязвимый компонент системы, поскольку его выход из строя быстрее всего приведет к отказу.

Слабые места системы определяются при анализе дерева отказов или аналогичного исследования. Элементы дерева ошибок оцениваются по известным критериям, а потом выясняется, требуется ли дополнительное тестирование или доработка.

Литература

1. http://embedded-computing.com.
2. http://nomtbf.com/references.
3. www.hwp.ru.
4. http://nadegnost.narod.ru.

Читайте также:Срок службы светодиодов и их надежность – ключ к успешной реализации светотехнических проектовНовые MOSFET от IR: высокая эффективность и надежностьЗнакомьтесь! PKC Group: устойчивый бизнес, надежность и качествоПовышение надежности и качества сложных печатных плат с помощью стандартов IPCМетодика достижения запланированного качества и надежности. Предупреждающие действия

Источник: журнал «Электронные компоненты»

www.russianelectronics.ru

---

• 
  Последовательное соединение стабилитронов для увеличения напряжения
• 
  Siemens контроллер
• 
  Куда отнести документы после поверки счетчиков воды
• 
  Что такое асинхронный двигатель и синхронный
• 
  Какие полупроводники бывают
• 
  Электросчетчик на столбе обмануть
• 
  Судебная практика по одн 2018
• 
  Как правильно заряжать аккумуляторные батарейки
• 
  Принцип действия лампы светодиодной
• 
  Включение отопления в химках 2018
• 
  Энергетика рф